Generalized Lieb-Schultz-Mattis theorem on bosonic symmetry protected topological phases
Generalized Lieb-Schultz-Mattis theorem on bosonic symmetry protected topological phases
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玻色子对称性保护拓扑相的广义利布-舒尔茨-马蒂斯定理
DOI：
10.21468/scipostphys.11.2.024
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发表时间：
2019-03
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Lu Yuan-Ming
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Shenghan;Cheng Meng;Qi Yang;Lu Yuan-Ming
提出并证明了任意维玻色子/自旋模型上对称性保护拓扑相的一族广义Lieb-Schultz-Mattis~（LSM）定理。
“常规”LSM定理，适用于例如任何平移不变系统，每个单元格具有奇数个自旋1/2粒子，禁止在这样的系统中存在对称短程纠缠基态。
在这里，我们专注于没有LSM异常的系统，其中全局/结晶对称性和单位晶胞内的分数自旋确保任何对称的SRE基态必须是具有异常边界激发的非平凡SPT相。
根据不同的模型，它们可以是强的或“高阶”的结晶SPT相，其特征在于非平凡的表面/铰链/角状态。
此外，在给定对称群和分数自旋空间配置的情况下，利用基于上同调理论谱序列的SPT相位的真实的空间构造，我们能够确定对称基态的所有可能的SPT相位.
我们提供了一个，两个和三个空间维度的例子，并讨论了可能的物理实现这些SPT阶段的基础上凝聚的拓扑激发在细分阶段。
We propose and prove a family of generalized Lieb-Schultz-Mattis~(LSM) theorems for symmetry protected topological~(SPT) phases on boson/spin models in any dimensions.
The ``conventional'' LSM theorem, applicable to e.g. any translation invariant system with an odd number of spin-1/2 particles per unit cell, forbids a symmetric short-range-entangled ground state in such a system.
Here we focus on systems with no LSM anomaly, where global/crystalline symmetries and fractional spins within the unit cell ensure that any symmetric SRE ground state must be a non-trivial SPT phase with anomalous boundary excitations.
Depending on models, they can be either strong or ``higher-order'' crystalline SPT phases, characterized by non-trivial surface/hinge/corner states.
Furthermore, given the symmetry group and the spatial assignment of fractional spins, we are able to determine all possible SPT phases for a symmetric ground state, using the real space construction for SPT phases based on the spectral sequence of cohomology theory.
We provide examples in one, two and three spatial dimensions, and discuss possible physical realization of these SPT phases based on condensation of topological excitations in fractionalized phases.
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影响因子：
8.6
作者：
S. Furukawa;Masahito Ueda
通讯作者：
S. Furukawa;Masahito Ueda
DOI：
10.1007/978-1-4939-9084-9_10
发表时间：
2019
期刊：
Quantum Information Meets Quantum Matter
影响因子：
--
作者：
B. Zeng;Xie Chen;D. Zhou;X. Wen
通讯作者：
B. Zeng;Xie Chen;D. Zhou;X. Wen
影响因子：
3.7
作者：
Alex Rasmussen;Yuan-Ming Lu
通讯作者：
Alex Rasmussen;Yuan-Ming Lu
影响因子：
8.6
作者：
Langbehn, Josias;Peng, Yang;Brouwer, Piet W.
通讯作者：
Brouwer, Piet W.
影响因子：
3.7
作者：
F. Pollmann;A. Turner
通讯作者：
F. Pollmann;A. Turner